Пытаясь приблизиться к синтезу 120-го элемента, исследователи Университета «Дубна» во время эксперимента зафиксировали распад атома, которого не ожидали увидеть. Этот «побочный» результат — новый изотоп ливермория — стал ценным вкладом в изучение сверхтяжелых элементов и уточнение моделей, ведущих к поиску «острова стабильности».
Как все начиналось
В октябре 2023 года ученые Лаборатории ядерных реакций Объединенного института ядерных исследований проводили эксперименты на Фабрике сверхтяжелых элементов. Их главная цель — подготовка к синтезу 120-го элемента Периодической таблицы.
Чтобы создать новый элемент, необходимо столкнуть ядра разных атомов и добиться их слияния. Вероятность такого слияния крайне мала, поэтому исследователи заранее проверяют разные комбинации ядер и собирают данные для расчетов. В данном эксперименте использовался пучок ядер хрома-54 и мишень из урана-238.
Что пошло не так
Ожидалось получение определенных продуктов реакции, необходимых для расчетов. Однако приборы зафиксировали распад неизвестного атома.
Вместо запланированных данных был обнаружен новый изотоп ливерморий-288, разновидность 116-го элемента Периодической таблицы. Этот атом существовал менее одной тысячной секунды, но этого времени оказалось достаточно, чтобы зарегистрировать его появление.
Что это изменило
До этого момента ученым были известны четыре изотопа ливермория. Новый результат позволил уточнить свойства этого элемента и подтвердить поведение связанного с ним флеровия, другого химического элемента Периодической таблицы.
Также стало возможным сравнить вероятность получения 116-го элемента разными способами — ранее его синтезировали с использованием кальция-48, а в данном эксперименте применялся более тяжелый хром-54. Оказалось, что при переходе к более тяжелым ядрам вероятность слияния действительно ниже, что подтверждает расчеты ученых. Эти данные позволили точнее оценить, какие реакции перспективнее для получения еще более тяжелых элементов и насколько усложняется их синтез по мере роста атомного номера.
К чему это привело
Случайный результат оказался ценным для дальнейших исследований. Он помог уточнить математические модели, по которым рассчитывается возможность создания новых элементов.
Такие данные уменьшают неопределенность при планировании экспериментов и приближают ученых к поиску так называемого «острова стабильности» — области в Периодической таблице, где сверхтяжелые элементы могут существовать дольше.